8. ANÁLISE DE VULNERABILIDADE E CONSEQUÊCIAS
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.2
8. ANÁLISE DE VULNERABILIDADE E CONSEQUENCIAS
8.1. INTRODUÇÃO Esse Capítulo apresenta os resultados obtidos nas simulações das
conseqüências (efeitos físicos) e a análise de vulnerabilidade. Vale relembrar
que este estudo trata de uma estimativa global dos efeitos físicos
(conseqüências e vulnerabilidade) do CIP como um todo, não eximindo de
qualquer forma que as empresas instaladas ou que venham a se instalar
realizem seus Estudos de Análise de Riscos específicos.
As hipóteses acidentais identificadas, no capítulo anterior, geraram diferentes
cenários de acidentes, de acordo com as características e o comportamento
das substâncias envolvidas neste estudo, notadamente quando liberado no
meio ambiente.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.3
Outros fatores que influenciaram nos efeitos físicos foram às características e o
tipo de liberação, que conduziram a diferentes cálculos das taxas de
vazamento e, conseqüentemente, em tipologias acidentais distintas.
Dessa forma, no presente estudo foram considerados os seguintes efeitos
físicos: nuvem inflamável, incêndio e explosão, resultante de falha em sistemas
de proteção ou falha humana pondo o processo em situação crítica ou
catastrófica. Para os cálculos utilizou-se o software EFFECTS, versão 5.5, na
qual incorpora o DAMAGE e funções de GIS1. Tal software é desenvolvido pela
TNO/Holanda.
A metodologia de análise de vulnerabilidade consiste no conjunto de modelos e
técnicas usadas para estimativa das áreas potencialmente sujeitas aos efeitos
danosos de liberações acidentais de substâncias perigosas e/ou energia de
forma descontrolada. Estas liberações geram os chamados efeitos físicos dos
acidentes (sobrepressão, fluxo térmico e/ou nuvens explosivas) que
potencialmente podem gerar danos às pessoas e/ou instalações. A extensão
dos possíveis danos é delimitada pela intensidade dos efeitos físicos
causadores do dano, sendo que a relação entre a intensidade desse efeito
físico e o dano correspondente fica estabelecido por meio dos modelos de
vulnerabilidade.
8.2. ANÁLISE DE VULNERABILIDADE Na caracterização das hipóteses são considerados os seguintes aspectos:
• Características da liberação, tipo: se contínua ou instantânea;
• Quantidade e fluxo mássico da liberação;
• Duração da liberação;
• Altura da fonte de escape;
1 Sistema de Informação Geográfica
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.4
• Características meteorológicas;
• Coeficiente de descarga;
• Fator de rugosidade do terreno.
8.2.1. Fenômenos Estudados
No presente trabalho foram considerados vazamentos contínuos, levando em
consideração cada cenário selecionado. Em continuidade ao apresentado no
Capítulo 07, serão apresentados os fenômenos estudados por tipologia de
substância.
Empresas que Operam ou Operarão com Carvão Mineral
As empresas que operam com carvão mineral são: Companhia Siderúrgica do
Pecém – CSPecem, UTE MPX Pecém, Genpower e UTE Porto do Pecém III.
Em linhas gerais os perigos associados ao carvão mineral residem
principalmente na estocagem, manipulação (moagem) e nos fornos (coqueria,
aciaria e alto-forno).
Estocagem de Carvão Mineral - Para o caso incidentes envolvendo carvão
mineral nos locais de estocagem, a partir do aumento de temperatura e
formação de hot spots, foram consideradas os cenários:
• Ocorrência de Incêndio;
• Calculo do calor de radiação proveniente desta combustão em área não
confinada;
• Verificação dos efeitos físicos e conseqüências devido ao calor de
radiação.
• Alcance máximo para incêndio com níveis de radiação de 19,45kW/m²
(50 % fatalidade); 48,10 (100 % fatalidade) kW/m²;
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.5
Moinho – Redução de Partículas do Carvão e Caldeiraria – Atomização e
queima do Carvão na Caldeira e Produção de Vapor. O equipamento
considerado fica instalado na unidade de sinterização.
Para o caso das liberações nestes locais, foram considerados os cenários:
• Vazamento de combustível através de furo na estrutura;
• Combustão do vapor formado;
• Calculo do calor de radiação proveniente desta combustão em área
confinada;
• Verificação dos efeitos físicos e conseqüências devido ao calor de
radiação.
• Cálculo da massa da nuvem explosiva formada;
• Distância máxima atingida pela nuvem explosiva;
• Alcance máximo para incêndio com níveis de radiação de 9,85 kW/m²
(1% de fatalidade), 19,45 kW/m² (50 % fatalidade) e 48,10 (100 %
fatalidade) kW/m²;
• Alcance máximo para explosão com níveis de sobrepressão de 0,03 bar
(100% de vidros quebrados), de 0,7 bar (100% de destruição de
edificações de alvenaria e destruição de máquinas pesadas) e de 2,0
bar (99% de probabilidade de fatalidade por hemorragia pulmonar).
Empresas que Operam ou Operarão com Óleo Diesel e/ou Óleo Combustível
As empresas que operam com óleo diesel ou óleo combustível são: UTE
Enguia GEN CE, Genpower, UTE José de Alencar, UTE MPX Pecém, UTE
Termoceará, UTE Termofortaleza, Terminal Aquaviário do Pecém – TECEM e
Refinaria Premium II. Para estas indústrias foram considerados vazamentos
contínuos, a partir da ruptura catastrófica das estruturas de armazenamento
e/ou condução (oleodutos e tubovias) de óleo de acordo com o que se segue:
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.6
• Perda de óleo através de rompimento catastrófico;
• Cálculo da taxa mássica de óleo vazado em kg/s;
• Cálculo da massa total de óleo vazado;
• Calculo da taxa de combustão;
• Calor de radiação em kW/m2;
• Alcance máximo para incêndio com níveis de radiação de 9,85 kW/m²
(1% de fatalidade), 19,45 kW/m² (50 % fatalidade) e 48,10 (100 %
fatalidade) kW/m²;
• Alcance máximo para sobrepressão com níveis de ondas de choque de
0,03 bar (100% de vidros quebrados), de 0,7 bar (100% de destruição de
edificações de alvenaria e destruição de máquinas pesadas) e de 2,0
bar (99% de probabilidade de fatalidade por hemorragia pulmonar).
Empresas que Operam ou Operarão com Gás Natural
Dentre as empresas que utilizarão gás natural na área do CIP, destacam-se:
UTE José de Alencar, UTE Termoceara, UTE Termofortaleza e a Usina de
Regaseificação
Para a ruptura catastrófica das estruturas de armazenamento e/ou condução
(tubovias) de GN foram considerados os cenários que se seguem:
• Vazamento de GN através de rompimento catastrófico do gasoduto;
• Cálculo da taxa mássica de GN vazado em kg/s;
• Cálculo da massa total de GN vazado, durante um determinado instante;
• Calculo da taxa de combustão;
• Calor de radiação em kW/m2;
• Alcance máximo para incêndio com níveis de radiação de 9,85 kW/m²
(1% de fatalidade), 19,45 kW/m² (50 % fatalidade) e 48,10 (100 %
fatalidade) kW/m²;
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.7
• Alcance máximo para sobrepressão com níveis de ondas de choque de
0,03 bar (100% de vidros quebrados), de 0,7 bar (100% de destruição de
edificações de alvenaria e destruição de máquinas pesadas) e de 2,0
bar (99% de probabilidade de fatalidade por hemorragia pulmonar).
Empresas que Operam ou Operarão com Combustíveis Diversos
Dentre as empresas que utilizarão combustíveis diversos (Óleo Diesel B e D,
Gasolina C e A, Gás Liquefeito do Petróleo, Biodiesel, Álcool Anidro e
Hidratado, Querosene de Aviação etc.) as que movimentarão maior quantidade
serão: Terminal Aquaviário do Pecém, Embarcações presentes no Porto,
Nacional Gás Butano e a Refinaria Premium II.
Para a ruptura das estruturas que armazenarão e/ou conduzirão (tubovias)
combustíveis diversos foram considerados os cenários que se seguem:
• Vazamento de combustível;
• Cálculo da taxa mássica do combustível vazado em kg/s;
• Cálculo da massa total de combustível vazado, durante um determinado
instante;
• Calculo da taxa de combustão;
• Calor de radiação em kW/m2;
• Alcance máximo para incêndio com níveis de radiação de 9,85 kW/m²
(1% de fatalidade), 19,45 kW/m² (50 % fatalidade) e 48,10 (100 %
fatalidade) kW/m²;
• Alcance máximo de BLEVE;
• Alcance máximo para sobrepressão com níveis de ondas de choque de
0,03 bar (100% de vidros quebrados), de 0,7 bar (100% de destruição de
edificações de alvenaria e destruição de máquinas pesadas) e de 2,0
bar (99% de probabilidade de fatalidade por hemorragia pulmonar).
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.8
Empresas que Operam ou Operarão com Produtos Químicos Diversos
Dentre as empresas que utilizarão produtos químicos como matéria prima de
seus produtos destacam-se: Refinaria Premium II, Wobben e Tortuga.
Para os perigos envolvendo substâncias químicas foram considerados os
cenários que se seguem:
• Vazamento da substância;
• Cálculo da taxa mássica da substância vazada em kg/s;
• Cálculo da massa total da substância vazada, durante um determinado
instante;
• Calculo da distância máxima de segurança;
8.2.1.1. Efeito Dominó
É conhecido por efeito dominó o evento decorrente da sucessão de outros
eventos parciais indesejáveis, cuja magnitude global é o somatório dos eventos
individuais.
Os parâmetros para análise de danos materiais, decorrentes de radiações
térmicas foram obtidos através de levantamento junto ao Banco de Dados da
TNO.
Os materiais críticos considerados na análise foram: a madeira, material
sintético, vidro e aço. Os dois primeiros são combustíveis e podem levar a
incêndio secundário. O vidro, apesar de não ser combustível, pode quebrar sob
efeito de mudança de temperatura. O aço, não protegido para temperaturas
elevadas, também não é combustível, mas a resistência e dureza se reduzem
quando a temperatura aumenta, podendo levar a uma falha estrutural.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.9
De um modo geral, os danos materiais devido ao calor de radiação térmica
podem ser enquadrados em dois níveis:
Danos Nível 1 – Ignição da superfície exposta e sua quebra ou outro tipo de
falha estrutural (colapso);
Danos Nível 2 – Descoloração da superfície do material, descascamento da
pintura e/ou deformação dos elementos estruturais.
Obviamente que a radiação térmica necessária para atingir o Dano Nível 1 é
mais elevada do que a necessária para o Dano Nível 2.
No caso específico das indústrias instaladas ou a serem instaladas no CIP,
conforme mencionado observa-se a presença de inúmeros equipamentos, além
da presença constante de pessoas e veículos. A falha estrutural de um destes
equipamentos pode levar a acidentes secundários tendo como conseqüência o
surgimento do efeito dominó.
A Tabela 8.1 apresenta valores de radiação críticos para materiais avaliados
pela TNO, válido para um tempo de exposição superior a 30 minutos.
Tabela 8.1 – Valores Críticos de Radiação Térmica por Tipo de Material.
Intensidade de Radiação Crítica (kW/m²) Material Danos Nível 1 Danos Nível 2
Madeira 15 2
Material Sintético 15 2
Vidro 4 -
Aço 100 25
Fonte: TNO, 1992.
Para incêndios de curta duração, é necessário realizar um cálculo mais
sofisticado. A TNO define o valor 35kW/m² na qual a radiação térmica provoca
ignição das edificações a partir de um tempo de exposição igual ou superior a
20 segundos. No caso de estruturas de aço, a relação entre a superfície do
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.10
corpo exposto, a radiação e incidência da chama não tem um valor fixo,
depende da geometria do elemento e de uma análise de transferência de calor.
Para que ocorra uma série de eventos em cadeia após um vazamento é
necessário que: o produto entre em combustão, que a chama se direcione para
um outro equipamento, por um período de tempo prolongado, sendo capaz de
provocar um colapso estrutural e o produto liberado entrar também em
combustão. Esta série de eventos capazes de produzir o efeito dominó é
extremamente improvável de ocorrer. Todavia através das curvas de radiação
térmica (Anexo VII) é possível prever quais estruturas/equipamentos seriam
passíveis de sofrerem danos por ocasião de efeito dominó.
Quanto aos danos decorrentes de sobrepressão, a seguir são apresentadas
considerações sobre os efeitos de explosão em estruturas, ou mais
genericamente em obstáculos. Um dos efeitos da explosão é o aumento
repentino de pressão. Esse aumento de pressão se move na forma de onda, a
partir do centro da explosão. Os danos às estruturas dependem do tamanho e
da forma desta onda.
Resumidamente, diz-se que a onda de explosão age sobre uma estrutura ou
obstáculo de quatro maneiras diferentes:
• A frente da onda não atinge o obstáculo;
• A frente da onda alcança o obstáculo. No instante imediatamente
posterior ocorre o fenômeno de reflexão e depois o decaimento da
pressão;
• A explosão envolve a estrutura;
• A frente da onda passa pela estrutura.
Para as sobrepressões geradas em explosões, foram adotados como
referência os valores de 0,03bar (100% de vidros quebrados), 0,7bar (100% de
destruição de edificações de alvenaria e destruição de máquinas pesadas) e
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.11
2,0bar, que representa 99% de probabilidade de fatalidade por hemorragia
pulmonar.
O valor de sobrepressão de 0,7bar representa danos catastróficos às
edificações e, portanto, possibilidade de fatalidade das pessoas existentes em
seu interior, já, a sobrepressão de 0,03 bar corresponde a danos reparáveis às
estruturas (paredes, portas, telhados, etc.) e, portanto, perigo à saúde e,
eventualmente, à vida. As Tabelas 8.2 e 8.3 apresentam diferentes tipos de
danos causados ao homem e às estruturas devido a picos de sobrepressão.
Tabela 8.2 – Danos às Estruturas Devido a Sobrepressão. SOBREPRESSÃO DANOS
0,0020 Quebra ocasional de vidros grandes 0,0027 Ruído elevado (143 dB). 0,0068 Quebra de vidros pequenos sob esforço. 0,010 Pressão típica para quebra de vidros. 0,020 Alguns danos aos telhados 10% de quebra de vidros. 0,027 Danos estruturais menores.
0,034 – 0,068 Vidros estilhaçados e alguns danos às esquadrias. 0,048 Danos menores as estruturas de casas. 0,068 Demolição parcial de casas (sem condição de moradia).
0,068 – 0,136 Falhas em painéis metálicos corrugados; danos reparáveis à madeira.
0,068 – 0,544 Danos de leve a severo devido a ferimentos por vidros e mísseis. 0,088 Revestimento de aço de edifícios levemente torcido. 0,136 Colapso parcial de paredes e telhados de casas.
0,136 – 0,156 Concreto não reforçado e estilhaçado. 0,156 Limite inferior para severos danos estruturais. 0,17 50% de destruição de estruturas de tijolos.
0,20 – 0,27 Destruição de construções sem estruturas de aço. 0,27 Ruptura de rebocos de estruturas de concreto simples.
0,34 – 0,48 Quase completa destruição de casas.
0,48 – 0,61 Tombamento de vagões de carga/demolição de vagões de carga.
0,68 Provável destruição total de prédios. Fonte: Loss Prevention on the Process Industries.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.12
Tabela 8.3 – Danos aos Equipamentos Industriais Devido a Sobrepressão.
Sobrepressão (bar) Equipamento
0,034 0,068 0,10 0,136 0,20 0,24 0,27 0,3 0,41 0,44 0,51 0,54 0,61 0,68 0,82 0,95 1,1 1,36
Casa de controle com teto de aço A C D N
Casa de controle com teto de concreto A E P D N
Tanque com teto cônico D K U
Reator químico A I P T
Tanque com teto flutuante K U D
Suporte de Pinho P SO
Transformador elétrico H I T
Vaso de pressão horizontal PI T
Coluna de extração I V T
Trocador de calor I T
Esfera I I T
Vaso de Pressão I T
Bombas I V Fonte: CETESB
Nomenclatura utilizada: A – Quebra de vidros. H – Danos por mísseis e fragmentos. O – Colapso da estrutura. U – Suspensão da unidade (90% cheia). C – Quadro de distribuição afetado pelo colapso do teto. I – Deslocamento da unidade e quebra de dutos. P – Deformação da estrutura. V - Deslocamento da unidade de suas fundações. D – Colapso do teto. K – Suspensão da unidade (50% cheia). S – Quebra de dutos. E – Instrumentos danificados. N – Queda de paredes. T – Tombamento da unidade ou sua destruição.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.13
As ondas de sobrepressão em estruturas e os danos observados conforme
apresentados anteriormente, referem-se a situações onde o meio de
propagação é o ar e a ocorrência deste fenômeno se verifica na superfície
terrestre.
Desta forma, a ocorrência incidentes com a possibilidade de ocorrência de
incêndio, flashfire ou VCE capazes de provocar colapso em outras estruturas,
dentro da área das indústrias do CIP, podem ser previstas de acordo com o
comportamento das curvas de sobrepressão apresentadas no Anexo VII.
8.2.2. Concepção dos Modelos
Com base nas considerações do subitem 8.2.1 e nos cenários críticos
identificados na Análise Preliminar de Perigos (APP), foi realizada a Análise de
Vulnerabilidade visando a identificação das áreas sujeitas aos efeitos de
incêndio ou explosão acidentais (Mapas de Vulnerabilidade), bem como a
verificação final da condição de severidade, para que se confirme ou não a
necessidade de realização de uma Análise Quantitativa de Riscos, conforme
determina a Matriz de Aceitabilidade de Riscos proposta.
A Figura 8.1 ilustra a seqüência de eventos tipicamente associados a um
acidente com possibilidade de liberação de produtos químicos.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.14
Figura 8.1 – Seqüência de Eventos para Incidentes Potenciais da Liberação de Produtos
Químicos. Os quadros em destaque indicam os desdobramentos de interesse para este estudo
(AIChE/CCPS, 2000).
Na Análise de Vulnerabilidade, são identificados dois níveis de radiação de
interesse e a distância segura. O primeiro nível de radiação (1kW/m²) não traria
conseqüências para pessoas e instalações, o segundo nível (9,85kW/m²),
correspondente a 1% de fatalidade, o terceiro (19,45kW/m2) correspondendo a
50% de fatalidade e início da ocorrência de efeitos irreversíveis, já o quarto
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.15
nível de radiação (48,10kW/m2) corresponde a 100% de fatalidade e a
ocorrência de efeitos irreversíveis.
Os valores de sobrepressão que foram adotados para estimativa do dano
relacionado com explosões em nuvem foram:
• 0,03bar (100% de vidros quebrados);
• 0,7bar (100% de destruição de edificações de alvenaria e destruição de
máquinas pesadas) e
• 2,0bar, que representa 99% de probabilidade de fatalidade por
hemorragia pulmonar.
A Análise de Vulnerabilidade objetiva, portanto, estabelecer os seguintes
resultados:
• Área vulnerável até uma distância segura estabelecida pelo nível de
radiação de 1 kW/m², em caso de ocorrência de bola de fogo;
• Área vulnerável para ocorrência de incêndio em nuvem;
• Área vulnerável em caso de ocorrência de explosão em nuvem, até o
limite de sobrepressão de 0,01 bar.
8.2.3. Dados de Entrada nos Modelos de Simulação
As condições e dados de entrada nos modelos de simulação estão explicitados
nas das Tabelas 8.4 a 8.14 de acordo com as informações contidas no Capítulo
3.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.16
Tabela 8.4 – Caracterização da Companhia Siderúrgica. Siderúrgica
Local do Evento Pilhas, Sinterização, Coqueria, Alto-Forno e Aciaria. Produto Carvão mineral, Gases da Sinterização, Coqueria, Aciaria e Alto-Forno Estado do Material Sólido e Gasoso Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio e Explosão
Diâmetro considerado para modelagem: 30 m. Pressão considerada para modelagem: 100 bar Temperatura considerada para modelagem:1500 ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: - Volume considerado para modelagem: 4.550,3 m3. Vazão: - Local da Coordenada UTE
Local Este Norte
Caracterização do Vazamento
Centro Geográfico (Estruturas Consideradas) 515.271 9.604.427
Tabela 8.5 – Caracterização das Termoelétricas a Óleo Diesel e Óleo Combustível
UTEs a Óleo Diesel e Óleo Combustível Local do Evento Tanques de Armazenamento e Tubovias. Produto Óleo Diesel e Óleo Combustível Estado do Material Líquido Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio e Explosão.
Diâmetro considerado para modelagem: 15m. Pressão considerada para modelagem: 1,1 bar. Temperatura do produto: 45ºC. Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tanques: -; Tubulação média admitida: 500 m. Volume Considerado para Modelagem: 500 m3 Vazão: -
Coordenadas UTE´s UTE Este Norte
ENGUIA GEN CE 516.630 9.603.520 GENPOWER 512.100 9.603.440 JOSÉ DE ALENCAR 516.240 9.594.379
Caracterização do Vazamento
TERMOCEARÀ 514.287 9.591.812
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.17
Tabela 8.6 – Caracterização das Termoelétricas a Carvão Mineral e Coque de Petróleo
UTEs a Carvão Mineral e Coque de Petróleo Local do Evento Pátio de Estocagem, Moinho e Fornos Produto Carvão mineral e Gases de Fornos Estado do Material Sólido e Gasoso Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio e Explosão
Diâmetro: 20 m Pressão considerada para modelagem: 50 bar. Temperatura considerada para modelagem: 2.000ºC. Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: - Volume Considerado para Modelagem: 10 m3 (admitido) Vazão: -
Coordenadas UTE´s UTE Este Norte
GENPOWER 512.100 9.603.440 UTE MPX PECÉM (CGeo) 513.698 9.603.922
Caracterização do Vazamento
UTE PORTO DO PECÉM II (CGeo) 513.683 9.603.789 Considerações
(CGeo) – Centro Geográfico
Tabela 8.7 – Caracterização das Termoelétricas a Gás Natural UTEs a Gás Natural
Local do Evento CityGate e Tubovia Produto Gás Natural – GN Estado do Material Gasoso Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio, Flash Fire, Nuvem Explosiva e Explosão
Diâmetro: Média admitida para tubulação 6”. Pressão: Tubovia: 50 bar. Temperatura do produto: 35º Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: Tubulação (média admitida): 9,0 m3. Vazão: -
Coordenadas UTE´s UTE Este Norte
JOSÉ DE ALENCAR 515.446 9.594.420 TERMOCEARÀ 514.287 9.591.812
Caracterização do Vazamento
TERMOFORTALEZA 514.906 9.593.143 Considerações
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8.18
Tabela 8.8 – Caracterização da Área de Tancagem (TECEM) Área Tancagem
Local do Evento Terminal de combustíveis: Esferas de GLP, Tanques de Armazenamento e Diários de Combustíveis, Área de Scraper, Plataformas de Abastecimento, Tubovia e Dutovia, Casa de Bombas e Pátio de Caminhões-Tanque.
Produto Combustíveis Estado do Material Liquefeito e Líquido Tipo de Liberação Contínuo Efeitos BLEVE, Incêndio, Nuvem Inflamável e Explosão
Diâmetro considerado para modelagem: 20 m Pressão considerada para modelagem: 1,1 bar Temperatura dos produtos considerada para modelagem: 45ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume considerado para modelagem: 1.115.500m3 Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
Caracterização do Vazamento
Centro Geográfico (Estruturas Consideradas) 518.228 9.602.332Considerações
(CGeo) – Centro Geográfico
Tabela 8.9 – Caracterização do CityGate CityGate
Local do Evento CityGate Produto GN – Gás Natural Estado do Material Gasoso Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio, Nuvem Inflamável e Explosão
Diâmetro: 8” Pressão: 60,0 bar. Temperatura do produto: 35ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: 129.000m3 (admitido) Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
CityGate (PETROBRAS – CEGAS) 517.057 9.603.922TERMOCEARA 514.780 9.591.702
Caracterização do Vazamento
TERMOFORTALEZA 515.299 9.593.010Considerações
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8.19
Tabela 8.10 – Caracterização de Tancagem (Nacional Gás) Área de Tancagem
Local do Evento Esferas de GLP Produto GLP – Gás Liquefeito de Petróleo Estado do Material Liquefeito Tipo de Liberação Contínuo Efeitos BLEVE, Incêndio, Nuvem Inflamável e Explosão
Diâmetro: 20m Pressão: 40 bar. Temperatura do produto: -41,2ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: 1.500m3 (admitido) Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
Caracterização do Vazamento
Esfera GLP (admitido) 518.949 9.601.536Considerações
Tabela 8.11 – Caracterização do Porto do Pecém Porto do Pecém
Local do Evento Pier Petroleiro Produto Combustíveis Líquidos Estado do Material Líquido Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio, Nuvem Inflamável e Explosão
Diâmetro: 60m. Pressão: 1,1 bar. Temperatura do produto: 30ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: 8.117.000m3 (admitido) Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
Caracterização do Vazamento
Pier Petroleiro (admitido) 520.418 9.607.805Considerações
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.20
Tabela 8.12 – Caracterização da Refinaria Refinaria
Local do Evento Estruturas da Refinaria Produto Combustíveis Líquidos Estado do Material Líquido Tipo de Liberação Contínuo Efeitos BLEVE, Incêndio, Nuvem Inflamável e Explosão
Diâmetro: 100m Pressão: 10 bar. (admitido) Temperatura do produto: 60ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: 70.000 m3 (admitido) Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
Caracterização do Vazamento
Centro Geométrico (admitido) 518.196 9.592.776Considerações
Tabela 8.13 – Caracterização da Usina de Regaseificação Usina de Regaseificação
Local do Evento Usina Produto Gás Natural Liquefeito Estado do Material Liquefeito Tipo de Liberação Contínuo Efeitos BLEVE, Incêndio, Nuvem Inflamável e Explosão
Diâmetro: 60m (admitido). Pressão: 7 bar (admitido). Temperatura do produto: -85º Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: 7.000.000m3 (admitido) Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
Caracterização do Vazamento
Usina de Regaseificação (admitido) 518.196 9.592.776Considerações
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.21
Tabela 8.14 – Caracterização da Indústria Metal Mecânica Indústria Metal Mecânica
Local do Evento Galpão de estocagem de resina Produto Estireno e Resina Poliéster Estado do Material Liquido Pastoso Tipo de Liberação Contínuo Efeitos Incêndio e Nuvem Inflamável
Diâmetro: 3,0 m Pressão: 1,1 bar. Temperatura do produto: 45ºC Temperatura ambiente: 26,6ºC Umidade relativa do ar: 82,0% Velocidade dos ventos: 3,8 m/s Direção predominante dos ventos: E W Classe de estabilidade ATM: C Comprimento: Tubovia 500 m (admitido) Volume: 20,0m3(admitido) Vazão: -
Coordenadas Estruturas Este Norte
Caracterização do Vazamento
Galpão de estocagem de resina (admitido) 517.024 9.599.776Considerações
8.2.4. Resultados da Análise de Vulnerabilidade
A seqüência de aplicação da simulação dos modelos (EFFECTS) seguiu as
seguintes etapas:
• Cálculo da massa liberada através da utilização do modelo “Gas
release from vessel or pipe”;
• Cálculo da massa explosiva e da distância máxima atingida pela
nuvem inflamável através de utilização do modelo “Neutral gas;
continuous release; explosive mass”;
• Cálculo da massa explosiva confinada e do pique de supressão pelo
uso do “Multi energy explosion model”;
• Cálculo da distância mínima frente a uma radiação térmica segura,
usando “Chamberlain Model”.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.22
Para o uso do modelo para explosão (Multi Energy) foi considerado a curva de
deflagração 8 (Guidelines for Chemical Process Quantitative Risk Analysis - 2ª
edição, página 168).
No Anexo VII são apresentados os respectivos Mapas de Vulnerabilidade,
indicando as zonas vulneráveis das unidades que compõem a UTE MPX
PECÉM, para nuvem inflamável, explosão e incêndio.
As tabelas 8.15, 8.16 e 8,17 apresentam os resultados obtidos a partir das
modelagens realizadas para a UTE. Verifica-se nas respectivas tabelas:
• Alcance máximo da nuvem inflamável (m);
• Alcance máximo para incêndio com radiação de 9,85 kW/m² (m);
• Alcance máximo para incêndio com radiação de 19,45 kW/m² (m);
• Alcance máximo para incêndio com radiação de 48,10 kW/m² (m);
• Alcance máximo para explosão com nível de sobrepressão igual a 0,03
Bar (m);
• Alcance máximo para explosão com nível de sobrepressão igual a 0,7
Bar (m);
• Alcance máximo para explosão com nível de sobrepressão igual a 2,0
Bar (m).
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.23
Tabela 8.15 – Alcances máximos para efeitos decorrentes
de vazamento de combustíveis. UNIDADES NUVEM INFLAMÁVEL
LII (m)2 LSI (m)3
UN.01 (CSPecem) 140,8 30,2
UN.02.a (Enguia Gen CE) 141,8 11,5
UN.02.b (Genpower) 141,8 11,5
UN.02.c (UTE J. de Alencar) 141,8 11,5
UN.02.d (UTE Termoceará) 141,8 11,5
UN.03.a (Genpower) 44,2 9,9
UN.03.b (UTE MPX Pecem) 44,2 9,9
UN.03.c (UTE MPX Pecem II) 44,2 9,9
UN.04.a (UTE J. de Alencar) 204,3 36,3
UN.04.b (UTE Termoceará) 204,3 36,3
UN.04.c (UTE Termofortaleza) 204,3 36,3
UN.05.a (TECEM) 452,1 38,6
UN.05.b (Nacional Gás) 398,5 42,1
UN.06 (Refinaria) 759,7 65,5
UN.07 (Porto do Pecém) 904,6 69,6
UN.08 (Usina de Regaseificação) 1113,6 175,8
UN.09 (Wobben Windpower) 1,51 0,17
UN.11.a (CityGate) 370,0 62,7
UN.11.b (UTE Termoceará) 370,0 62,7
UN.11.c (UTE Termofortaleza) 370,0 62,7
2 LII – Limite Inferior de Inflamabilidade. 3 LSI - Limite Superior de Inflamabilidade.
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.24
Tabela 8.16 – Alcances máximos para efeitos de radiação
de 1,0 – 9,85 – 19,45 e 48,1 kW/m² decorrentes de ruptura/furo
acidental nas unidades consideradas.
RADIAÇÃO TÉRMICA UNIDADES 1,0 kW/m2
(m) 9,85 kW/m2
(m) 19,45 kW/m2
(m) 48,1 kW/m2
(m)
UN.01 (CSPecem) 100 22,5 <1 <1
UN.02.a (Enguia Gen CE) 223 75 35 <1
UN.02.b (Genpower) 223 75 35 <1
UN.02.c (UTE J. de Alencar) 223 75 35 <1
UN.02.d (UTE Termoceará) 223 75 35 <1
UN.03.a (Genpower) 70 15 <1 <1
UN.03.b (UTE MPX Pecem) 70 15 <1 <1
UN.03.c (UTE MPX Pecem II) 70 15 <1 <1
UN.04.a (UTE J. de Alencar) 275 63 <1 <1
UN.04.b (UTE Termoceará) 275 63 <1 <1
UN.04.c (UTE Termofortaleza) 275 63 <1 <1
UN.05.a (TECEM) 560 195 105 <1
UN.05.b (Nacional Gás) - - - -
UN.06 (Refinaria) 690 146 <1 <1
UN.07 (Porto do Pecém) 1187 401 220 <1
UN.08 (Usina de Regaseificação) 133 <1 <1 <1
UN.09 (Wobben Windpower) - - - -
UN.11.a (CityGate) 300 68 <1 <1
UN.11.b (UTE Termoceará) 300 68 <1 <1
UN.11.c (UTE Termofortaleza) 300 68 <1 <1
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.25
Tabela 8.17 – Alcances máximos para efeitos de sobrepressão de 0,03 - 0,7 –
2,0 Bar decorrentes de ruptura/furo acidental nas unidades consideradas.
SOBREPRESSÂO UNIDADES 0,03 bar (m) 0,7 bar (m) 2,0 bar (m) UN.01 (CSPecem) 1440 140 80
UN.02.a (Enguia Gen CE) 1320 140 40
UN.02.b (Genpower) 1320 140 40
UN.02.c (UTE J. de Alencar) 1320 140 40
UN.02.d (UTE Termoceará) 1320 140 40
UN.03.a (Genpower) 92 11 <1
UN.03.b (UTE MPX Pecem) 92 11 <1
UN.03.c (UTE MPX Pecem II) 92 11 <1
UN.04.a (UTE J. de Alencar) 460 57 <1
UN.04.b (UTE Termoceará) 460 57 <1
UN.04.c (UTE Termofortaleza) 460 57 <1
UN.05.a (TECEM) 1280 130 40
UN.05.b (Nacional Gás) 1160 117 40
UN.06 (Refinaria) 740 360 40
UN.07 (Porto do Pecém) 2480 280 120
UN.08 (Usina de Regaseificação) 2500 400 200
UN.09 (Wobben Windpower) - - -
UN.11.a (CityGate) 940 100 40
UN.11.b (UTE Termoceará) 940 100 40
UN.11.c (UTE Termofortaleza) 90 100 40
Tabela 8.18 – Alcances máximos para ocorrência de BLEVE
BLEVE Alcance
Máximo (m)
UN.05.a (TECEM) 842,6
UN.05.b (Nacional Gás) 50,8
UN.06 (Refinaria) 150,3
UN.08 (Usina de Regaseificação) 416,9
COMPLEXO INDUSTRIAL DO PECÉM – CIP ESTUDO DE ANÁLISE DE RISCO – TEXTO
8.26
Analisando a Tabela 8.15, observa-se que o alcance máximo para nuvem
inflamável será de 1113,6 m (UN.08), notadamente para o caso de não haver
ignição imediata.
Pela tabela 8.16 observar-se que as modelagens indicam como zona mínima
de segurança uma distância de 1187 m para valores relativos a radiação
térmica, enquanto a tabela 8,10 mostra que os prováveis danos causados por
pico de sobrepressão de 2,0 bar, ocorrerão a no máximo 200,0 m.
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